Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Modelowanie obiektów fizykochemicznych/Komputerowe projektowanie leków*
Koordynator przedmiotu:
dr inż. Kamil Paduszyński/dr hab. inż. Filip Stefaniak
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia II stopnia
Program:
Technologia Chemiczna
Grupa przedmiotów:
Obowiązkowe
Kod przedmiotu:
brak
Semestr nominalny:
2 / rok ak. 2020/2021
Liczba punktów ECTS:
2
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
1. godziny kontaktowe 30h, w tym: a) obecność na wykładach – 15h, b) obecność na laboratoriach komputerowych – 15h 4. przygotowanie do egzaminu i obecność na kolokwiach – 15 h Razem nakład pracy studenta: 30 h + 15 h = 45 h, co odpowiada 2 punktom ECTS.
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
1. obecność na wykładach – 15h, 2. obecność na laboratoriach komputerowych – 15h Razem: 15h + 15h = 30h, co odpowiada 1 punktowi ECTS.
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
Zajęcia praktyczne w laboratorium komputerowym (1 punkt ECTS).
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład15h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium15h
  • Projekt15h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Prerekwizyty: Chemia fizyczna
Limit liczby studentów:
-
Cel przedmiotu:
Zasadniczym celem wykładu jest przedstawienie studentowi najważniejszych metod korelacji i/lub przewidywania różnych właściwości fizykochemicznych substancji organicznych w stanie czystym. Wykład składa się z czterech części. Część pierwsza obejmuje ogólny przegląd i klasyfikację metod oraz omówienie podstawowych założeń metod z rodziny QSPR (ang. quantitative structure-property relationship), w tym metod udziałów grupowych (GCM, ang. group contribution method). Podczas kolejnych wykładów student zapoznaje się z ogólną procedurą opracowywania korelacji omówionych w części pierwszej, definicją deskryptora molekularnego, jak również metodologią ich doboru, w zależności od danego problemu (część druga i trzecia). Zasadniczą i ostatnią część wykładu stanowi przegląd różnego typu metod QSPR i GCM do przewidywania szerokiej gamy właściwości fizykochemicznych: gęstość, objętość molowa, lepkość, napięcie powierzchniowe, współczynnik załamania światła, entalpia parowania, prężność pary nasyconej, normalna temperatura wrzenia, entalpia topnienia, normalna temperatura topnienia, rozpuszczalność w wodzie, indeksy toksyczności, współczynniki podziału (np. oktanol-woda).
Treści kształcenia:
1. Klasyfikacja i charakterystyka empirycznych metod korelacji/przewidywania różnych właściwości fizykochemicznych związków organicznych 1.1. Metody QPPR/QSAR/QSPR, metody udziałów grupowych, metody oparte na podobieństwie strukturalnym i/lub wymianie (podstawieniu) grup funkcyjnych, zastosowanie sztucznych sieci neuronowych – przedstawienie ogólnych idei oraz przykłady 1.2. Wprowadzenie do CAMD (ang. Computer-Aided Molecular Design). Kodowanie struktur chemicznych w systemie SMILES. 2. Konstrukcja nowego modelu 2.1. Budowa banku danych wejściowych 2.2. Klasyfikacja danych 2.3. Wyznaczanie parametrów modelu – podstawowe algorytmy optymalizacji 2.4. Testowanie modelu, statystyczna analiza wyników. 3. Deskryptory molekularne 3.1. Wzór strukturalny w świetle teorii grafów – macierz sąsiedztwa A i macierze pochodne. 3.2. Indeksy topologiczne wyprowadzone z macierzy A. 4. Właściwości fizykochemicznych – przegląd wybranych modeli 4.1. Właściwości wolumetryczne: gęstość, objętość molowa. 4.2. Lepkość dynamiczna i kinematyczna, napięcie powierzchniowe, współczynnik załamania światła. 4.3. Temperatury i entalpie przemian fazowych, prężność pary. 4.4. Rozpuszczalność w wodzie. 4.5. Ekotoksyczność, współczynniki podziału (oktanol-woda, powietrze-woda, gleba-woda).
Metody oceny:
Zaliczenie pisemne
Egzamin:
nie
Literatura:
Literatura podstawowa: 1. Reinhard, M.; Drefahl, A.: Handbook for Estimating Physicochemical Properties of Organic Compounds, John Wiley & Sons, 1999 (dostęp przez BG PW). Literatura uzupełniająca: 1. Todeschini, R.; Consonni, V. Handbook of Molecular Descriptors, John Wiley & Sons, 2011. 2. Boethling, R. S.; Mackay, D. Handbook of Property Estimation Methods for Chemicals. Environmental and Health Sciences, Lewis Publishers, 2000. 3. Publikacje naukowe w czasopismach chemicznych. 4. Materiały drukowane do wykładu. Zasoby internetowe.
Witryna www przedmiotu:
-
Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka W01
Posiada wiedzę z matematyki i fizyki w zakresie pozwalającym na wykorzystanie pojęć matematycznych i fizycznych do opisu procesów chemicznych i wykonywania zaawansowanych obliczeń praktycznych
Weryfikacja: kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka W02
Posiada rozszerzoną wiedzę z podstawowych działów chemii fizycznej i termodynamiki chemicznej
Weryfikacja: kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka U01
Potrafi sprawnie pozyskiwać informacje z literatury, baz danych i innych źródeł; potrafi samodzielnie interpretować uzyskane informacje, oraz oceniać ich rzetelność i wyciągać z nich wnioski, formułować i uzasadniać opinie
Weryfikacja: kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka U02
Potrafi posługiwać się zaawansowanymi technikami informacyjno-komunikacyjnymi, w tym programami komputerowymi wspomagającymi realizację zadań inżynierskich z zakresu technologii chemicznej
Weryfikacja: kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka U03
Potrafi wykorzystać metody obliczeniowe i statystyczne do formułowania i rozwiązywania problemów w zakresie technologii chemicznej
Weryfikacja: kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka U04
W oparciu o wiedzę ogólną wyjaśnia podstawowe zjawiska związane z istotnymi procesami w technologii i inżynierii chemicznej
Weryfikacja: kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka K01
Rozumie potrzebę dokształcania się i podnoszenia swoich kompetencji zawodowych i osobistych; ma umiejętności pozwalające na prowadzenie efektywnego procesu samokształcenia
Weryfikacja: kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
Powiązane charakterystyki obszarowe: